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国产、进口等静压石墨材料

  低温共烧陶瓷技巧(LTCC)技巧是20世纪80年代中期繁荣起来的一种新型电子工艺技巧,最初用于航空航天工业和大型中高密度众层陶瓷的加工与缔制,跟着当代通讯技巧的繁荣,各式通讯设置和终端对小型化的条件越来越高。

  LTCC技巧可能满盈行使三维空间,正在基板内埋植电容电感、天线、滤波器功分器等无源器件,集成度高,尺寸小,射频职能优越,行使LTCC这种可能众层组织埋植器件技巧,可能很好地满意设置小型化的条件。

  LTCC一个厉重使用即是创制各类小型化滤波器等无源器件,目前,商用LTCC低通滤波器的模范尺寸首要有1812(4.5 mm×3.2 mm)、1210(3.2 mm×2.5 mm)、1206(3.2 mm×1.6 mm)等规格。本文中提出的滤波器行使LTCC众层布线三维立体组织的特征,大大减小了器件的面积尺寸,平面尺寸惟有3.2 mm×1.6 mm,到达了小型化的方针。

  LTCC滤波器的策画凡是是基于经典滤波器策画外面,从组织上讲,首要有两种组织,一种是采用守旧的LC谐振单位组织,谐振单位由集总参数的电容电感构成,另一种是采用众层耦合带状线组织。本文所策画的低通滤波器采用第一种集总参数景象,理思化低通滤波器电道道理图如图1所示。

  开始按照低通滤波器理思电道道理图选定实践需求的元件值,通过ADS仿真软件对电道模子举办优化,使电道仿真结果满意需求。低通滤波器道理图仿线所示。按照公式推算取得其基础物理组织图,然后正在HFSS软件里画出物理组织,设定基板的介电常数、划分网格、设立扫描频率,仿真后取得S参数。 低通滤波器的截止频率为900 MHz;通带插损小于1 dB;通带内端口驻波小于1.5;带外胁制大于35 dB,@1.5 G.

  本文策画的LTCC滤波器中的集总参数的电容和电感通过LTCC众层陶瓷集成正在陶瓷基板内部。LTCC内埋植电容的策画通常采用两种格式:笔直交指 型(VIC)电容和金属-介质-金属(MIM)电容。本文策画的滤波器的内埋置电容元件采用笔直交指型(VIC)电容,正在相似电容量的情景下,VIC 组织电容比拟MIM组织电容可能大大减小端电极面积,从而有用减小滤波器尺寸。

  LTCC内埋电感有平面螺旋电感、客栈螺旋电感、众层螺旋电感等格式,如图3所示,本文策画的低通滤波器内埋植电感元件采用众层螺旋组织的电感,正在相似的有用电感值下此组织比平面螺旋式、客栈螺旋式等组织具有更高的自谐振频率和品德因子。

  滤波器的创制采用杜邦951生瓷片,电容和电感采用配套的印刷浆料,基板介质资料相对介电常数为7.8,介质损耗为0.006,共用到14层生瓷 片,此中第3层到第8层为众层螺旋组织的电感,第9层到第12层为笔直交指型(VIC)电容,第13层为电道的地层,烧结后的器件尺寸为3.2 mm×1.6 mm×1.4 mm,滤波器的LTCC三维物理模子如图4所示。行使HFSS软件对低通滤波器模子举办三维电磁场仿真,该模子的三维电磁场仿线所示。

  LTCC工艺最大的难点正在于工艺参数的敏锐性、加工结果的非直观性和烧结后基板的不行返工性。关于整个的产物基板,因资料、尺寸、层数、组织、图形漫衍、后烧状况等的区别,往往需求通过众轮次的实践产物加工参数调理与渐进优化,才气取得很得意的LTCC基板,越发是烧结、层压的工艺参数,对基板的质 量影响很大。生机得回及格、高质料、高职能的LTCC基板,除了厉厉驾驭各个加工工序的资料、处境、参数、流程外,还必需正在叠片前查验剔除不足格的生瓷片 层,正在烧结后监控基板的萎缩率、密度、强度、平整度、通断状况等要害目标。

  正在LTCC工艺中,通孔填充首要是为了层间电道毗连,正在生瓷片上酿成的通孔中填满导电浆料。其它,正在某些高频的电道策画中,还需求屏障孔,起到电磁 屏障的效率。LTCC策画中凡是行使0.1 mm、0.15 mm、0.2 mm三种规格的通孔行动信号通孔。因为正在工艺流程中会爆发必然的偏差,行使过小的通孔会导致层间互联通孔的毗连变差,假若通孔直径大于0.3 mm或者小于0.15 mm,金属化时都很难酿成盲孔或者埋孔,从而消浸了基板的制品率和牢靠性,以是凡是策画中尽量避免行使小于0.1 mm的通孔行动层间电气毗连的信号通孔。本文中策画的滤波器中都采用0.2 mm的通孔。填充工艺中浮现的题目首要有两种,一是填充浆料过众,浆料溢出漫延会对产物的职能和牢靠性形成影响,以至形成电道短道,导致产物失效;另一种 是填充不充足,形成层间毗连失效。正在微孔填充工艺中,按照生瓷片厚度以及填充浆料的特质,通过频频的实习,采选适当的填充压力和加压时辰,最终赢得优良的 填充成绩,如图7所示。搏彩平台

  印刷是将策画好的电道图形搬动到生瓷片的流程,正在LTCC工艺中通常采用丝网印刷的格式将导体浆料印刷正在生瓷片上。印刷是LTCC工艺中厉重的一个 合键,印刷质料直接相合到最终电道的电职能,同时印刷也是LTCC工艺中最难驾驭的工艺合键,由于印刷质料和许众身分相合,首要搜罗:

  好的印刷质料首要是指印刷图形职位无误、浆料量适中、形势无误、印刷不乱等。正在滤波器电道图形的印刷流程中,起先容易浮现印刷成绩差的情景,通过不 断的修正,正在丝网印刷流程中优化驾驭好刮板压力、印刷速率、折距等工艺参数,取得较好质料的印刷图形。丝网印刷的印刷质料如图8所示。

  叠片是将印刷和填孔后的单个生瓷片通过校位叠片后举办热压,使众张生瓷片勾结成为一体,叠片的精度是保障三维电道毗连无误不行或缺的工序,叠片精度 差会形成层间电道的互连错位,从而影响电道的职能,以至使得电道失效,如图9所示。正在早期的LTCC工艺中较众行使手工叠片的格式,跟着LTCC电道印刷 线道和通孔尺寸的缩小,手工叠片对位的精度逐步满意不了工艺条件,现正在集体采用自愿化的叠片设置,首要由CCD摄像头、一个XY-θ平台和一个固定平台组 成,通过校准生瓷片上的对位孔和摄像头的中央轴,行动对位的准则光轴,将生瓷片放正在XY-θ平台上并调理位移和角度,使对位孔中央和准则光轴重合,从而达 到正确对位的成绩,目前自愿化叠片设置的层间对位精度可能到达10 μm以下。

  层压是将叠片结束的生瓷片通过单轴压或者等静压,使其成为致密的合座,本文中滤波器创制工艺中采用等静压的格式,先将叠片结束的生瓷片真空包封正在防 水的袋中,然后放入等静压层压机的压力水腔举办层压。层压的基础参数是压力和温度,本文中行使的工艺前提为压力21 MPa,层压温度70 ℃,先预热5 min,然后升压至层压压力,层压时辰13 min.层压流程中最大的题目是分层,分层会导致基板烧结后爆发分层断裂和缺陷变形。为了防御分层外象,需求按照产物的特质优化层压的前提,搜罗压力、温 度、时辰等参数。

  本文策画了一种小型化的LTCC低通滤波器,通过对滤波器道理图的理解和仿真,创造了低通滤波器三维电道物理模子并结束三维电磁场仿真,滤波器采用 集总参数景象的众层螺旋组织电感和VIC电容策画,采用14层生瓷片组织,尺寸面积为3.2 mm×1.6 mm×1.4 mm.要点理解了LTCC低通滤波器电道邦畿策画和工艺流程中的少许要害题目,并正在LTCC工艺线上结束滤波器的加工,滤波器电道的实物图如图10所示。 900M小型化LTCC低通滤波器可通常使用于无线转移通讯体系中。

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